L'alopecia progressiva rivela una diminuzione della probabilità di attivazione delle cellule staminali durante l'invecchiamento
Per esaminare il ruolo della modulazione epigenetica sulla rigenerazione dei follicoli dei capelli, abbiamo generato topi con una perdita della DNA metiltransferasi 1 (DNMT1) mediata da K14-Cre. Il topo mutante mostra uno spessore epidermico irregolare e alterazioni nella dimensione del follicolo. Quando formate, l'architettura e la differenziazione del follicolo pilifero appaiono normali. Esistono sottotipi di capelli, ma le loro fibre sono più corte e sottili. Il numero dei capelli appare normale alla nascita, ma diminuisce gradualmente a <50% del controllo, in topi di 1 anno. Sezioni di vecchia pelle mutante mostrano follicoli in telogen prolungato con ghiandole sebacee iperplastiche. Follicoli anagen in topi mutanti mostrano una diminuzione della proliferazione ed un aumento dell'apoptosi in cellule della matrice ad amplificazione transiente. Sebbene le cellule staminali K15-positive nel rigonfiamento mutante siano paragonabili in numero al controllo, la loro capacità di proliferare e di diventare attivate per formare l'origine del capello è ridotta. Con l'età dei topi, l'attività residua della DNMT declina ulteriormente, e si riduce anche la probabilità di un rientro efficace nell'anagen, con conseguente alopecia progressiva. Paradossalmente, vi è una maggiore proliferazione nell'epidermide, che mostra anche una differenziazione aberrante. Questi risultati evidenziano l'importanza della metilazione del DNA nel mantenere l'omeostasi delle cellule staminali durante lo sviluppo e la rigenerazione degli organi ectodermici.
Fonte:
Titolo: Progressive Alopecia Reveals Decreasing Stem Cell Activation Probability during Aging of Mice with Epidermal Deletion of DNA Methyltransferase 1
Rivista: Journal of Investigative Dermatology, (5 July 2012) | doi :10.1038/jid.2012.206
Autori: Ji Li, Ting-Xin Jiang, Michael W Hughes, Ping Wu, Randall B Widelitz, Guoping Fan and Cheng-Ming Chuong.
Abstract:
To examine the roles of epigenetic modulation on hair follicle regeneration, we generated mice with a K14-Cre-mediated loss of DNA methyltransferase 1 (DNMT1). The mutant shows an uneven epidermal thickness and alterations in hair follicle size. When formed, hair follicle architecture and differentiation appear normal. Hair subtypes exist but hair fibers are shorter and thinner. Hair numbers appear normal at birth but gradually decrease to <50% of control in 1-year-old mice. Sections of old mutant skin show follicles in prolonged telogen with hyperplastic sebaceous glands. Anagen follicles in mutants exhibit decreased proliferation and increased apoptosis in matrix transient-amplifying cells. Although K15-positive stem cells in the mutant bulge are comparable in number to the control, their ability to proliferate and become activated to form a hair germ is reduced. As mice age, residual DNMT activity declines further, and the probability of successful anagen reentry decreases, leading to progressive alopecia. Paradoxically, there is increased proliferation in the epidermis, which also shows aberrant differentiation. These results highlight the importance of DNA methylation in maintaining stem cell homeostasis during the development and regeneration of ectodermal organs.
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